“亞硝酸鈉和食鹽的鑒別”教學設計

文章編號:1005-6629(2010)09-0045-03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B

1教材分析

本節課“亞硝酸鈉和食鹽的鑒別”內容選自蘇教版《實驗化學》專題3課題2。本課題涉及的物質鑒別的方法是對高中化學知識的實踐應用。而鑒別的對象是跟生活相關的工業鹽(亞硝酸鈉)和食鹽，加強了化學與生活的聯系。本節課教材只列出了課題方案設計的基本要求和實驗注意事項，給學生足夠的思考空間，以充分發揮他們在整個實驗過程的主觀能動性。所以上好本節課可以在激發學生學習興趣同時，提高學生動手設計并完成實驗的能力。通過對亞硝酸鈉和食鹽的鑒別學習可以防止誤食亞硝酸鈉而導致中毒。培養學生運用已有知識解決實際問題的能力。

2教學目標

2.1知識與技能

(1)了解亞硝酸鈉和食鹽的相關化學知識。

(2) 獲得相關化學實驗的基礎知識和基本技能。

2.2過程與方法

(1)通過亞硝酸鈉和食鹽的鑒別，初步學會物質鑒別的一般方法。體驗觀察和分析實驗現象在化學實驗中的重要作用。

(2)培養學生設計實驗，觀察實驗，評價實驗等綜合實驗能力。

2.3情感態度

(1)以生活中如何防止誤食亞硝酸鈉中毒為知識載體，建立將化學知識應用于生產、生活、實踐的意識，提高應用已有知識解決實際問題的能力。

(2)通過實驗探究感受科學探究的樂趣。

3教學重點難點

“鑒別亞硝酸鈉和食鹽”的實驗方案設計與評價

4教學過程

[引入]在新聞報道中常出現因誤食亞硝酸鈉而導致中毒的事件，為什么會造成誤食呢?亞硝酸鈉俗稱工業鹽，廣泛應用于各建筑工地上。它的外觀和味道跟我們平常使用的食鹽很相似。作為食品防腐劑，它也廣泛應用于食品加工業中，在自制腌菜中如果沒有腌制成熟，亞硝酸鈉含量較高容易引起中毒。那么在日常生活中如何防止誤食亞硝酸鈉而中毒呢?這就是我們今天這節課要研究的問題。

[ppt1]因誤食亞硝酸鈉而導致中毒事件(略)

[教師]物質鑒別的一般原理、方法及步驟是什么呢?比如現在有兩瓶已經脫落標簽的氯化鈉和碳酸鈉固體，如何將它們鑒別出來?

[學生](1)加鹽酸; (2)加BaCl2; (3)測pH; (4)用HNO3酸化的AgNO3

[ppt2]物質鑒別圖表表示法(略)

[教師]演示一遍:說明注意事項①滴管的使用;②試劑的用量1～2 mL。

描述要規范:用藥匙分別取用少量兩種固體放入到兩試管中，各加適量水配成溶液，然后分別滴加稀鹽酸，如果有氣泡產生則原固體是碳酸鈉，如果無明顯的現象是氯化鈉。

[教師]請大家將方案4表述一下。

[學生] (略)

[過渡]當然鑒別氯化鈉和碳酸鈉除了上面討論的化學方法外，也可以觀察它們的外觀差異，應用物理方法，比如它們的晶體顆粒的形狀差異。因此我們可以得出物質鑒別的原理是:

[ppt3]物質鑒別的原理:利用幾種物質的不同特性，用一定的物理方法或化學方法把兩種或兩種以上的物質一一區別。

[ppt4]物質鑒別的一般步驟:物質性質→確定實驗方案→評價和優化→進行實驗→記錄現象→得出結論。

[設計意圖]以學生熟悉的氯化鈉和碳酸鈉為載體，引導學生根據已有知識，找出其性質上的差異，運用物理或化學方法將他們一一區別開，從而了解物質鑒別的原理和一般步驟。為本課題的順利完成打好基礎。

[教師]今天我們的主要任務是將裝有亞硝酸鈉和食鹽兩瓶物質鑒別開來，我們首先要找到它們性質上的差異。對于NaCl的性質大家都已經很熟悉了，那么NaNO2具有什么樣的性質呢?我在課前收集了NaNO2有關資料。請大家閱讀資料，從中可以獲取哪些NaNO2的性質?

[ppt5]資料:“隱形殺手”亞硝酸鈉

NaNO2俗稱“工業鹽”，是黃色或淺黃色的晶體，有咸味，易溶于水，且溶解時吸熱。NaNO2對應酸為 HNO2(Ka=4×10-4)， HNO2 僅存在于冷的稀溶液中。NaNO2是一種重要食品添加劑廣泛應用于食品的保鮮。如果沒有它，香腸顏色會變暗，奶酪會失去特有的香味，但過多食用含NaNO2的食品不利于健康。人體安全攝入標準為0～0.1 mg·kg-1體重，人食用0.2克就可能出現中毒癥狀，如果一次性誤食3克，就可能造成死亡。因為NaNO2能使血液中正常攜氧的低鐵血紅蛋白轉化成高鐵血紅蛋白，從而失去攜氧能力，引起組織缺氧而中毒。

學生猜測，教師記錄:

[學生1]NaNO2其對應酸HNO2(Ka=4×10-4)，可以推測HNO2是弱酸，所以，NaNO2水解呈堿性:NaNO2+H2O HNO2+NaOH

[學生2]僅存在于冷的稀溶液中，可以推測HNO2不穩定容易分解。(提示有氣體放出并從化合價變化分析產物)

NaNO2+H2SO4=NaHSO4+HNO2， 2HNO2=NO↑+NO2↑+H2O

[學生3]因為NaNO2能使血液中正常攜氧的低鐵血紅蛋白轉化成高鐵血紅蛋白，可以推測NaNO2具有氧化性(酸性溶液)，可以與還原劑(KI、Na2S、FeSO4等)反應:

2NO2-+2I-+4H+=2NO+I2+2H2O

[教師]NaNO2為什么具有氧化性?

[學生4]因為NaNO2中N元素的化合價處于+3價可以下降被還原，所以可以做氧化劑。

[教師]那么從價態上分析NaNO2還具有什么性質?可以與那些物質反應?

[學生5]NaNO2中N元素的化合價處于+3價也可以升高被氧化，可以與氧化劑(溴水、KMnO4、溶液、氯水等)反應。5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O

[設計意圖]要順利鑒別兩種已知物質，必須找到其性質上的差異，學生對于食鹽性質都已經很熟悉了，而對于亞硝酸鈉性質還是陌生的。所以，要順利將它們鑒別，必須先學習亞硝酸鈉的有關性質。在NaNO2性質的學習過程中，不是將NaNO2的性質直接告訴學生，而是在課前通過查找資料準備了有關NaNO2性質的科普小論文，讓學生閱讀小論文中有關NaNO2應用的介紹后，獲取有用信息加以分析推測出NaNO2性質。這樣既提高學生分析處理信息的能力，又培養了學生的分析推理能力。對具體性質的學習上只要求了解，對于涉及到具體的氧化還原的離子方程式的配平及書寫上，課堂上只舉典型的例子，其余留作課后練習完成，以便留給學生充分的思考空間和動手實驗的時間。

[過渡]通過前面的學習我們已經了解了NaNO2的基本性質，下面分(4人一組)小組交流討論設計鑒別NaNO2與NaCl的實驗方案。

[ppt6]圖表表示法(略)

學生匯報:見表1(注意表述規范)

[教師]大家設計的實驗方案是否切實可行呢?下面就讓我們一起根據已有的試劑親自動手實驗讓事實來說明。

[ppt7]實驗探究注意事項(略)

[教師]強調注意事項

學生分組實驗(約15 min)

[設計意圖]充分發揮學生的主觀能動性，運用已有知識設計實驗方案。在學生交流完實驗方案后，沒有馬上對各種實驗方案是否可行進行評價，而是讓學生帶著躍躍欲試的心情進行實驗，并親自動手完成實驗。讓學生親自體驗實驗過程，無論是成功還是失敗對學生來說都是一種收獲，使他們獲得相關化學實驗的基礎知識和基本技能，學習了實驗研究的方法，訓練學生設計實驗方案并動手操作實驗的技能。也培養了相互合作的能力。在實驗中學生獲得了相關感性認識后再對各種實驗方案進行評價，這樣評價過程中學生獲得的體會更加深刻。

學生分組匯報實驗結果，教師進行評價。

[教師]大家覺得這些方案都可行嗎?在實驗中有沒有發現新的問題?

[問題1]方案3中我們組在其中一試管中觀察到溶液呈淺藍色;放置一會后，試管內液面上方有紅棕色氣體產生，這淺藍色溶液可能是什么?

[教師]方案3中淺藍色溶液是怎么產生的呢?它的存在需要什么條件?

[學生]紅棕色氣體應該是NO2，所以，這淺藍色溶液可能是氮的氧化物。

[教師]大家可以從化合價推測一下可能是氮的什么化合物?(提示N的常見氧化物)

[學生]應該是三氧化氮(N2O3)，我在資料上看到過N2O3是藍色的。

[教師]很好!這的確是液面下生成的亞硝酸(HNO2)不穩定，分解成藍色的三氧化二氮(N2O3)，而液面上的N2O3會分解生成紅棕色氣體NO2。那么我們可以設計實驗來證明我們的猜測嗎?已知N2O3也具有不穩定性。

[學生]給淺藍色溶液加熱。

[學生演示實驗]淺藍色溶液變無色，試管上方紅棕色加深。N2O3=NO↑+NO2↑

[問題2]方案4中我們組發現兩組試管紫色都褪去，只是一組褪色快一組慢點。這是為什么?方案4中酸性KMnO4溶液與氯化鈉也可以發生反應:10Cl-+2MnO4-+16H+=5Cl2+2Mn2++8H2O 所以，兩組溶液都可以褪色。但有些組沒有此現象出現，說明該反應跟酸性KMnO4溶液濃度也有關系，該方案可行但不好。

[問題3]方案6中我們組發現兩組試管都出現了白色沉淀，但是再滴加稀硝酸后發現其中一組沉淀溶解，我們在書上查到AgNO2+HNO3=AgNO3+HNO2應該原溶液是亞硝酸鈉。

[設計意圖]通過交流評價這些實驗方案，哪些方案可行?哪些方案在實際實驗過程中沒有出現預期想象?沒有出現預期想象的原因在那里?比如加酸性KMnO4溶液鑒別的實驗方案中有兩組同學發現兩組溶液中KMnO4溶液紫色都褪去，原來，5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O，NaCl中的Cl-離子在濃度較大時也可以將MnO4-還原。這樣不但使學生復習和鞏固了已有知識，還培養了學生創新的思維能力和實事求是的科學態度。對于在加稀硫酸利用HNO2的不穩定性進行鑒別時，溶液中出現了超出預期的實驗現象，對學生進行引導、分析、推測其可能中間產物為N2O3， 不僅培養了學生嚴肅認真的科學態度、實事求是的科學精神，同時提高了學生分析問題、解決問題的能力。然后再從試劑易得、現象明顯、操作簡便、操作安全、環境友好等幾方面對以上實驗方案進行評價和優化，培養學生評價實驗的能力。

5教學反思

5.1課堂內外有機結合，緩解課時緊張

《實驗化學》教學時間為36學時，時間有限，而《實驗化學》涉及的內容卻較多，其中探究性實驗的進行更是費時，如何在有效的時間內達成教學目標是每一個化學教師必須面對的挑戰。因此，在教學中要依據課程內容標準，課堂內外有機結合，確保學生有效地學習。實驗方案中有關的化學方程式如何落實?本人在另外一個平行班教學時對涉及的氧化還原的方程式進行了逐個配平和書寫花了較長時間，這樣勢必沒有充足的時間留給學生設計實驗方案并動手進行實驗操作。本人認為從《實驗化學》的《課程標準》要求看，通過本模塊的教學，目的是讓學生了解化學實驗研究的一般過程，初步形成運用化學實驗解決問題的能力。亞硝酸鈉的有關性質只是知識載體，更重要的是通過對它們的鑒別讓學生了解物質鑒別的一般原理和步驟。所以在這里，教學重點是實驗方案的設計、評價和學生的動手實踐。而涉及的化學方程式的書寫則以課后作業提綱的方式讓學生去完成。

5.2積極利用實驗評價，培養學生創新精神

實驗方案的設計、實驗過程中的現象和結論，老師在課前可以做到基本預測，但課堂上還是常常會出現一些新的情況，所以，這就要求教師具有更強的課堂駕駛能力去調控課堂。化學實驗也往往因為外界條件的不同出現不同的現象，而實驗中出現的異常現象是我們課堂中生成的很好的教學資源。這樣既能培養了學生實事求是，嚴謹細致的科學態度，同時也激發了學生的批判精神，培養了學生的應變和創新能力。

5.3從環保的角度，改進與完善實驗

化學實驗與環境保護密切相關，教師要充分利用教材，改進有毒、有害實驗，比如:通過實驗裝置的改進，把敞開式裝置改為封閉式，實驗儀器生活化、微型化，實驗藥品微量化等，盡可能減少污染。如對有氮的氧化物產生的試管口可準備好浸過堿液的棉花塞子。試想如果按照課本中的實驗裝置進行操作。全班至少二十多組同時實驗，小小的實驗室里氮的氧化物污染可想而知。

參考文獻:

[1]中華人民共和國教育部制訂.普通高中化學課程標準(實驗)[S].北京:人民教育出版社，2003.

[2]王祖浩，王程杰.高中化學教學參考書·實驗化學(選修)[M].南京:江蘇教育出版社，2008.